سایت ویستاژن در این مقاله به توضیح اصول محلول سازی پرداخته است.
اصول محلول سازی
پیش از آشنایی با اصول محلول سازی ابتدا باید نکات ایمنی را به طور کامل رعایت کنید و وسایل مورد نیاز محلول سازی را بشناسید. از این رو برای احتیاط، به این نکات توجه کنید
- هنگام ورود به آزمایشگاه حتما از روپوش پزشکی، دستکش و عینک آزمایشگاهی استفاده کنید.
- برای دور ریختن محلول هایی که آتش گیر هستند از ظرف شویی آزمایشگاه استفاده نکنید زیرا فاضلاب این ظرف شویی ها تنها برای خروج آب است.
- توجه داشته باشید اگر حلال آب و حل شونده ی اسید دارید، هیچ وقت آب را به اسید اضافه نکنید بلکه برای مخلوط این دو، ابتدا آب را در ظرف مناسب ریخته و سپس کم کم اسید را به اندازه نیاز اضافه کنید.
وسایل مورد نیاز محلول سازی
برای محلول سازی در جامدات و مایعات از وسایل متفاوتی استفاده می شود .
وسایل محلول سازی جامدات
شیشه ساعت، بشر، بالن ژوژه مناسب، قاشقک، همزن شیشه ای، پیست آب مقطر
وسایل محلول سازی مایعات
بشر، بالن ژوژه مناسب،پیپت مناسب، پیست آب مقطر، استوانه مدرج
محلول سازی در جامدات
پیش از محول سازی جامدات ابتدا باید با تعاریف زیر آشنا باشید .
محلول: محلول ها بدین صورت تعریف می شوند: مخلوط های همگن، محلول هامعمولا براساس حالت فیزیکی طبقه بندی می شوند که شامل محلول های جامد،مایع و گاز است.
حلال: اغلب به جزئی از یک محلول که مقدارش بیشتر از اجزای دیگر است حلال می گویند.گرچه استفاده از این واژه اختیاری است و دقیق نیست. برای محلول های گازی، واژه ی حلال و حل شونده زیاد مورد استفاده نیست.
حل شونده: اغلب به جزئی از محلول که از اجزای دیگر کمتر است حل شونده گفته می شود.
غلظت: به مقدار ماده ی حل شده در مقدار مشخصی حلال یا محلول گفته می شود.
انحلال پذیری: به بیشترین مقدار از یک ماده که در مقدار مشخصی حلال حل شود و سیستم پایداریتشکیل می دهد،انحلال پذیری گفته می شود.
غلظت معمولی (C) : به مقدار ماده حل شده بر حسب گرم در یک لیتر محلول غلظت معمولی گفته می شود . [g\mL]
غلظت مولی (Cм) : به تعداد مول های حل شده در یک لیتر محلول غلظت مولی یا مولار می گویند . [Cм=n\L] [n=m\M] , , ] مقدار ماده بر حسب گرم] , [m=جرم مولکولی [M=
غلظت مولال : به تعداد مول های حل شده در 1000 گرم محلول غلظت مولال می گویند .
نرمالیته (N) : تعداد اکی والان گرم های حل شده در یک لیتر محلول را نرمالیته می نامند .
فرمول اکی والان : E = M\n
فرمول نرمالیته : N = Cм . n
n در این فرمول ظرفیت ماده است . ظرفیت ماده در هر ماده متفاوت است .
اگر ماده اسید باشد ، ظرفیت ماده یا همان n برابر است با تعداد Hهایی که در واکنش شرکت می کند .
اگر باز باشد ، ظرفیت ماده تعداد OH شرکت کننده در واکنش است .
در صورتی که ماده ی مصرفی یک نمک باشد ؛
اگر واکنش اکسایش و کاهش نباشد ظرفیت ماده (n) از رابطه ی زیر بدست می آید .
تعداد فلز . ظرفیت فلز n =
اگر واکنش اکسایش و کاهش باشد ؛
تعداد الکترون های مبادله شده = ظرفیت نمک
مثال :
واکنش بدون اکسایش و کاهش :
NaCl + H2O → NaOH + HCl
n=1
مثال :
واکنش اکسایش و کاهش :
Mn²⁺ → MnO₄⁻
روش حل :
به تعداد اکسیژن فرآورده ، به واکنش دهنده اکسیژن اضافه کنید .
Mn²⁺ + 4H2O → MnO₄⁻
سپس معادله را موازنه کنید .
Mn²⁺+ 4H2O → MnO₄⁻ + 8H⁺
بعد از موازنه تعداد الکترون ها را در هر طرف محاسبه کنید .
سمت واکنش دهنده 2 الکترون و سمت فرآورده 7 الکترون از دست داده است .
پس در مجموع 5 الکترون مبادله شده است . 7⁺ → 2⁺
محلول سازی
بطور مثال برای تهیه 250ml محلول 0.1 نرمال سود باید به روش زیر عمل کنید :
فرمول :
m = V . M . N \ n . P . 10
در این فرمول P یا درصدخلوص و جرم مولکولی بر روی ظرف مربوط به ماده نوشته شده است .
ظرفیت ماده (n) در NaCl 1 است .
به اندازه 0.1 از ظرف NaCl را به کمک قاشقک بردارید و بر روی ترازو با شیشه ساعت وزن کنید تا به طور دقیق مقدار آن بدست بیاید سپس آن را از شیشه ساعت به بشر منتقل کنید و به کمک پیست آب مقطر باقی مانده ی نمک را از شیشه ساعت به داخل بشربریزید .
در مرحله ی بعد مقداری آب مقطر با پیست داخل بشر بریزید و با همزن شیشه ایی آن را انقدر هم بزنید تا کل نمک به خوبی داخل بشر حل شود .
سپس این محلول را به بالن ژوژه مناسب که در اینجا 250ml است، منتقل کنید و با پیست آب مقطر محلول را به حجم برسانید .
توجه داشته باشید که در به حجم رساندن محلول ، قسمت مقعرآب در لوله دقیقا باید روی خط 250ml بالن ژوژه باشد .
درب بالن ژوژه را گذاشته و به خوبی تکان دهید و کمی صبر کنید محلول 250ml 0.1 نرمال سود آماده است.
محلول سازی مایعات
فرمول محلول سازی مایعات N₁V₁ = N₂V₂
تهیه محلول مایعات می تواند به دو صورت متفاوت باشد یعنی داده های متفاوتی برای ساخت محلول داشته باشید .
به طور مثال :
تهیه 250ml محلول 0.2 N اسید سولفوریک از محلول 4N ؟
یا تهیه 250ml محلول 4N اسید سولفوریک ؟
در حالت اول N₁ ( 0.2 N ) ، V₁ ( 250ml ) و N₂ ( 4N ) را در اختیار دارید و به راحتی با قرار دادن اعداد در فرمول و حل معادله V₂ بدست می آید .
در حالت دوم برای بدست آوردن N₂ باید نرمالیته ی غلیظ ترین محلول سولفوریک اسید را در نظر بگیریم . برای بدست آوردن این نرمالیته باید از فرمول زیر استفاده کنید .
N = 10. p. d \ E
در این فرمول d ، دانسیته است که بر روی ظرف ماده نوشته شده است و E ، اکی والان گرم با فرمول [M\n]
می باشد .
حال با داشتن N₂ و قرار دادن آن در معادله مانند حالت قبل V₂ را بدست آورید .
محلول سازی
ابتدا از استوانه مدرج حاوی محلول اسید سولفوریک 4N به اندازه ی مورد نیاز ( V₂ ) ، اسید سولفوریک بردارید . این کار را به کمک پیپت مناسب انجام دهید . استفاده از پیپت باعث می شود تا حجم دقیقی از محلول را داشته باشید . سپس محلول را از پیپت به درون بشر بریزید . توجه داشته باشید که از قبل در بشر مقداری آب مقطر به کمک پیست ریخته باشید .
در مرحله ی بعد محلول را به بالن ژوژه (250ml ) منتقل کنید و به حجم برسانید و کمی صبر کنید . محلول 250ml 0.2N اسید سولفوریک بدست آمده است .
محلول سازی نسبت درصد
سه نوع محلول سازی نسبت درصد وجود دارد :
- نسبت درصد وزنی وزنی W\W
- نسبت درصد وزنی حجمی W\V
- نسبت درصد حجمی حجمی V/V
نسبت درصد وزنی وزنی : ( W\W )
] . 100وزن محلول \ وزن جسم حل شده[
وسایل مورد نیاز :
ترازو ، بشر ، قاشقک ، همزن شیشه ای ، پیست آب مقطر ، شیشه ساعت
مثال :
برای تهیه 10 گرم محلول دو درصد NaCl وزنی وزنی باید از یک معادله نسبت تناسب استفاده کنید .
2g NaCl → 100 g
X → 10 g
در نتیجه 0.2g NaCl بدست می آید .
ابتدا با قاشقک از ظرف NaCl ، 0.2g از آن را در شیشه ساعت بریزید و با ترازو وزن کنید تا مقدار دقیقی از NaCl برداشته باشید . سپس آن را به بشر منتقل کنید و با پیست آب مقطر به بشر آب اضافه کنید و و با همزن شیشه ای انقدر هم بزنید تا تمام حل شونده به طور کامل حل شود و در آخر نیز به حجم برسانید ( 10ml ) .
نسبت درصد وزنی حجمی W\V :
] . 100حجم محلول \وزن جسم حل شده[
مثال :
برای تهیه ی 100ml محلول 1 درصد NaCl وزنی حجمی باید از روش تناسب استفاده کنید .
1g NaCl → 100 ml
X → 100 ml
1 میلی لیتر NaCl بدست می آید .
وسایل مورد نیاز این محلول سازی و روش کار آن مانند محلول سازی از جامدات است .
نسبت درصد حجمی حجمی V\V :
] . 100حجم محلول \ حجم جسم حل شده[
مثال :
برای تهیه 100ml محلول 5 درصد NaCl از محلول 20 درصد آن باید از فرمول محلول سازی مایعات استفاده کنید .
C₁V₁ = C₂V₂
با جایگذاری اعداد، V₂ بدست می آید .
در این محلول سازی محاسبه و وسایل مورد نیاز و روش کار مانند محلول سازی از مایعات است.
گردآورنده: آیدا مظفرزاده